![[PukiWiki]](image/pukiwiki.png "[PukiWiki]")
#author("2024-02-20T13:00:14+09:00","default:kouzouken","kouzouken") #author("2024-02-21T15:21:53+09:00","default:kouzouken","kouzouken") #contents *卒論研究 「ハイブリット部材開発」[#ucd0db4a] 木・アラミドハイブリッド部材（田村さん）:異方性など、独自の方法でだいぶ実験結果と近くなってきている。 こちらもオーストラリアとの共同研究なので、足りない実験などを行う。 床版の研究と同時進行で木材開発チームとして研究する 新しい木ハイブリッド床版の開発（新規：オーストラリアとの共同研究）：木材を薄くカットし、少しずつづらして貼り付けて行くことで、異方性を緩和し、剛性の高い床版を目指す。長期のプロジェクトであり、オーストラリアとの共同研究 数値解析がこちらの主な担当 *解析と調査 [#x4a30497] **理論値（オイラー角が正しく適用できているかの確認） [#wdf18b71] http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/oira.png 10×5×120mmのモデルを2つ作成し片方にオイラー角で90度回転させて３点曲げで解析 変位の理論値は$\frac{P\ell^{3}}{48(E1I1+E2I2+E3I3)}+\frac{P\ell}{4kGA}$で求め、それぞれのモデルに割り当てたときとも比較 ,理論値,割り当て,オイラー ,2.29mm,2.21mm,2.18mm ,相対誤差,3.4%,4.8% **片持ち梁解析 [#d9ad41f] [[過去の卒論:https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/kouzou/pdf/so21tap.pdf]]を参考に森吉橋の床版部分だけを取り出し片持で解析してみた。 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/katamoti.png まず集成材での解析を行い下式で求められる理論値と比較 --ティモシェンコ梁（片持ち梁の先端のたわみ）：$\frac{P\ell^{3}}{3EI}+\frac{P\ell}{kGA}$ 解析値：16.6077mm 理論値:16.6289 相対誤差0.12％ CLTのとき ： 18.7951mm **バンブーシート引張試験 [#q1acdf60] ***試験の様子 [#i0e0e4d3] http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/hippari_1.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/hippari_2.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/hippari_3.png ***結果のまとめ [#c6af8799] http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/takekekka.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/takesikentai.png バンブーシートの引張試験の結果を軽くまとめた。試験体は両端を25×25mmのアルミニウムの板を挟んだもの。 **Salome-Mecaで直交異方性を入れた弾塑性解析 [#h99fcfea] http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/META_LEMA_ANI1.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/META_LEMA_ANI2.png 異方性を考慮した弾塑性解析はSalomeでできることは[[これを見て:https://code-aster.org/forum2/viewtopic.php?id=20408]]確認できたが、粘弾塑性の設定であるためこれを木材の値に直す必要がある。 それっぽい値をいれて解析してみたがあっているかどうかはわからない。 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/META_LEMA_ANI3.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/META_LEMA_ANI4.png 弾塑性解析を行うときに必要なSTAT_NON_LINEのCMPORTENTのなかのRELATIONをMETA_LEMA_ANIにしなければならない（いつも弾塑性解析を行うときにはVMIS_ISOT＿LINEを設定している）と考えているがそうするとエラーがでてきてしまいAFFE_MATERIAUのAFEE_VARCを設定しなければならない。 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/META_LEMA_ANI5.png AFEE_VARCのFieldかTransient valueを割り当てなければ解析できないのだが、割り当てるにはどこに何を設定すればよいか現在調査中... 異方性を考慮した弾塑性解析の調査に見切りをつけて研究を進めることにした。(9/1) **変位の理論値の調査 [#ufb133ef] 300×300×3の等方性の平板を4辺固定し当分布荷重0.01N/mm^2で載荷した時の理論値はδ＝6.3504mmである。 理論値を求める式は $\frac{\alpha Pa^{4}}{D}$ P：荷重（N） a：横幅（mm) D：平板の曲げ剛性 α：正方形のとき0.00126 また平板の曲げ剛性は$\frac{Et^{3}}{12(1-\nu^{2})}$で求められる。 3000×3000×30の等方性の平板を同様の境界条件で変位を調べたところ相対誤差は2％ほどであった。（12/1) http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/toubunpurironti.png **弾塑性を入れた異方性の有無の比較解析[続き] [#r4fc0cfb] http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/mirubasyo.png ・これまで上図の左のように線の中の応力の最大値を各ステップごとにとりσxxのみを見ていたが、それを上図右のように中央の１点でのσxxとσyyを見ることにした。 ***1mm×3枚のときのグラフ（25ステップ） [#bf649020] http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/3mmgazou_x.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/3mmgazou_y.png ***1mm×5枚のときのグラフ（25ステップ）[#zbccaee2] http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/5mmgazou_x.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/5mmgazou_y.png **弾塑性を入れた異方性の有無の比較解析 [#f1a43839] http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/3mmgazou.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/danso3.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/5mmgazoou.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/danso5_1.png 3mmと5mmの平板について全て等方性の弾塑性と下の1枚のみ等方性の弾塑性でほかは異方性という条件にしてそれぞれ解析しグラフにまとめた。（上図） [#g3b16dfc] 載荷荷重はそれぞれ同等の当分布荷重であるのに対して5mmの平板のときに応力が出ている。 **変位の理論値の調査 [#p7ecf0ba] 300×300×1の等方性の平板を4辺固定し真ん中の1点を100Nで載荷した時の理論値はδ＝84.67であり、メッシュサイズ１の２次要素での解析値は84.77、相対誤差は0.2％であった。 理論値を求める式は $\frac{\alpha Pa^{2}}{D}$ P：荷重（N） a：横幅（mm) D：平板の曲げ剛性 α：正方形のとき0.0056 また平板の曲げ剛性は$\frac{Et^{3}}{12(1-\nu^{2})}$で求められる。 ｔ：板厚(mm) E:ヤング率 ν：ポアソン比 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/hinomaru.png **異方性を入れた線形解析 [#ze819f23] http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/sanmaiyoko.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/sanmaiue.png 上図：300×300×1の平板3枚を重ねて（150,150,3）の一点で載荷した時 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/nimaiyoko.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/nimaiue.png 上図：300×300×1.5の平板2枚を重ねて（150,150,3）の一点で載荷した時 *日誌 [#u1329f52] 2月21日 最後のゼミを終えた。 2月14日 発表練習と平行で卒論の本誌も書き始めた。 2月7日 発表練習をひたすら行う。 1月31日 1週間かけてスライドを仮だが完成させた。 1月24日 東北支部に提出する概要を提出して解析も同時並行でまわした。 1月17日 東北支部に提出する概要を書いた。 1月10日 今までの概要を書いていく 12月13日 決定したモデルでパターンごとに解析を回した。 12月6日 モデルを大きくしたとき理論値と合うかを確認した。オイラー角も正しくできているので次週から解析をまわしていく。 11月29日 オイラー角が正しく適用できているのかの確認をおこなった。 11月22日 モデルを作成し解析してみて理論値との比較を行った。 11月15日 解析モデルの見直しを行い、過去の卒論との比較を行っていく。 11月8日 今週は静岡に用事があり帰省していた。 11月01日 竹の引張試験を引き続き行い、前回と比較して大きなヤング率を得た。 10月25日 竹の引張試験を行い、ヤング率を算出した。 10月18日 三点曲げ試験から引張試験に使用する竹材のヤング率を算出した。 10月11日 竹試験の準備の下調べを行い、試験体のサイズなど決定 10月04日 中間発表が終わって初めてのゼミがあった。これから1週間毎に進捗を記していく。 夏季休暇中間発表のスライドを作り始めた。解析もどこまですすめてどこまで発表するかを考えていきたい。 夏季休暇 中間発表の概要をtexで作り始めた。概要とスライドは中間発表の5日前までには作り終えたい。 8月04日 バンブーシートの引張試験を行った。結果をまとめるのは帰省した後にしようと思う。 7月25日今週はCalculixを入れてもらった他異方性を入れた弾塑性解析を行なった。 7月18日 今週も解析をしながら英語のプレゼン資料の作成を行った。 7月12日 今週は英語のプレゼン資料を作ることに時間を使った。 7月07日 当分布荷重を加えたときの理論値を求めた。 7月04日 解析する平板の寸法を変えて解析することにした 6月30日 応力をMAXのところでとっていたが、（150，150，0）の点での応力を見ることにした。 6月21日 弾塑性を入れて解析をしてみた。この調子で進めていきたい。 6月14日 1週間弾塑性の解析をしたが思うように解析できなかった。原因は調査中 6月05日 等方性部材の4辺固定板を真ん中の1点で載荷したときの理論値を調べた。 5月22日 300×300×1の部材を三枚重ねての変位や300×300×1.5の部材を二枚重ねての解析を行い比較した。 5月16日 オイラー角を用いて異方性を与えることができるのは分かったがまだよく理解できていない。 5月10日 夫婦橋の振動試験の手伝いに行った。 4月26日 就活で帰省していた。青木さんから言われた解析を少し進めた。 4月19日 春課題の追加解析を行った。 4月12日 春課題の続きを行った。 *報告用 [#i9879f7c] ***MALT解析 [#v0a372a0] http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/1218.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/1218_1.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/saikanoyousu.png ,CLT_5mai,505.07mm,MALT45＿5mai,189.85mm,LVL＿5mai,191.27mm,touhou_5mai,54.78mm ,CLT_10mai,64.72mm,MALT45＿10mai,21.27mm,LVL＿10mai,93.15mm,touhou_10mai,12.99mm ,CLT_15mai,20.61mm,MALT45＿15mai,12.60mm,LVL＿15mai,28.48mm,touhou_15mai,4.04mm ,CLT_20mai,9.22mm,MALT45＿20mai,5.60mm,LVL＿20mai,12.40mm,touhou_20mai,1.78mm ,CLT_25mai,4.89mm,MALT45＿25mai,2.98mm,LVL＿25mai,6.52mm,touhou_25mai,0.94mm ,CLT_30mai,3.06mm,MALT45＿30mai,1.85mm,LVL＿30mai,3.93mm,touhou_30mai,0.57mm ***オイラー角三点曲げ [#r7cc96a7] http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/1maitasikame.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/1maitasikamedanmen.png 同様の荷重で４５度と９０度回転させた時の変位を断面方向から見て比較（右図） ***竹の材料特性の調査 [#xbd7290b] ・株式会社オリエンタル 比重0.63 曲げヤング率12.5GPa せん断強さ17.0GPa 引張強さ17.6GPa ・金沢大学学術情報リポジトリ 孟宗竹の繊維方向のヤング率 10〜40Gpa ・都城工業高専 孟宗竹のヤング率 10〜30GPa ・アドバンスソフト株式会社 孟宗竹のヤング率 16.01GPa （繊維方向）2.00GPa（繊維直角面内方向） せん断弾性係数6.158GPa ポアソン比 0.3 ・秋大でのバンブー引張試験結果 E=2961.76GPa 竹材の材料特性は文献によってまちまちであり、根元部分か中間部分か上部分かで竹の特性も変わってくるためどのパラメータを採用して解析をするかは吟味が必要 異方性の解析には9つのパラメータが必要となるためとりあえずアドバンスソフトの以下静解析のパラメータを参考にしてSalomeで解析をしてみた。 Ex＝16.01GPa, Ey＝Ez＝2.00GPa, Gxy＝Gxz＝6.158GPa, νxy=νxz=0.3, νyz=0.07 ***竹材の静解析 [#yfa3471e] 300×300×0.25mmの竹材でできた平板を6枚角度を変えて重ね、4辺固定し当分布荷重0.001N/mm^2を加えたときの変位と応力を見た。比較のためメッシュサイズ、要素数は同じである。 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/1.5mmgazou.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/1.5mmgazouCLT.png 左図のように直交した板を1セットとしそれを3枚重ねたとき：変位3.15655mm,応力σxx=5.57436GPa 右図のようにCLTをもした平板のとき：変位3.47877mm,応力σxx=5.19708GPa *春課題座屈解析 [#o9906052] 5×10×100の部材で座屈解析を行った。 そのときの座屈解析のコマンドファイル http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/tamura/buckling_TR.comm ***座屈荷重理論式（オイラー座屈） [#bffe48f8] $P=(\frac{π}{k\ell})^{2}EI$ 片持ちの場合:k=2 両端固定の場合:k=0.5 両端ピン固定の場合:k=1 固定＋ピン固定の場合:k=0.7 ***10×5×100 木材 異方性 片持梁 載荷荷重2000N 理論値 強軸方向 616.85N 弱軸方向 154.212N [#da5babbc] 理論値：弱軸方向 154.212N ,メッシュサイズ,要素数,弱軸方向｛N｝,相対誤差{%} ,0.5,151096,155.48,0.82 ,0.6,101211,155.521,0.85 ,0.7,93797,160.0956,3.82 ,0.8,60625,163.99,6.34 ,0.9,21520,164.96,6.97 ,1.0,19543,164.36,6.58 ・弱軸方向の要素数と座屈荷重の関係 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/katajaku1kaiseki.png 理論値：強軸方向 616.85N ,メッシュサイズ,要素数,強軸方向｛N｝,相対誤差{%} ,0.5,151096,596.512,-3.30 ,0.6,101211,596.554,-3.29 ,0.7,93797,600.118,-2.71 ,0.8,60625,602.798,-2.28 ,0.9,21520,603.05,-2.24 ,1.0,19543,602.99,-2.25 ・強軸方向の要素数と座屈荷重の関係 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/katakyuou1kaiseki.png *実習内容 [#d1d9af6d] グラフの貼り付け https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/bbb.png ***11/4 グラフを自分でつくる [#n922be09] https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/Kadai.png ***11/11 片持ち梁 [#a63bed49] ,メッシュ長さ,要素数,先端変位,相対誤差,計算者 ,0.5,59504,6.56,-1.5,千代岡 ,0.6,45512,6.48774,-2.69,高井 ,0.7,39075,6.54133,-2.0,関合 ,0.8,13397,6.43695,-3.5,岡田 ,0.9,9903,6.36315,-4.6,松田 ,1.2,6256,6.3043375,-5.4,青野 ,1.3,5767,6.29784,-5.6,山口 ,1.4,5199,6.29990,-5.55,山本 ,1.5,3935,6.24807,-6.3,進藤 ,1.6,3400,6.20446,-6.98,河合 ,1.8,2952,6.17161,-7.5,山口 ,2,1632,5.64585,-15.3,進藤 ,3,682,5.47288,-17.9,山本 ,4,264,3.6161,-45.8,関合 ,5,191,3.86,-42,千代岡 ,6,520,6.3660625,-4.51,高井 ,7,75,1.41225,-78.8,青野 ,8,56,1.2887175,-80.7,岡田 ,9,49,1.28799,-80.9,松田 ,10,44,1.226075,-81.6,河合 https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/Kadai3.png ***追加 片持ち梁2次要素 [#ne6f2a7a] ,メッシュの長さ,要素数,変位,相対誤差 ,0.5,294406,-,- ,0.6,202408,-,- ,0.7,198464,-,- ,0.8,113812,6.6364,-0.0045 ,0.9,40280,6.635,-0.0048 ,1,37757,6.6341925,-0.0049 ,2,5617,6.6240575,-0.0064 ,3,2309,6.616975,-0.0075 ,4,617,6.593275,-0.0110 ,5,494,6.5762325,-0.0136 ,6,581,6.54081,-0.0189 ,7,133,6.47606,-0.0286 ,8,78,6.454055,-0.0319 ,9,72,6.4121675,-0.0382 ,10,60,6.38976,-0.04158 ***11/18 単純梁 [#zeed96e9] ,メッシュ長さ,要素数,先端変位,相対誤差,計算者 ,0.5,604167,0.4289,2.94,千代岡 ,0.6,361584,0.421233,1.09,高井 ,0.7,145234,0.4225,1.4,関合 ,0.8,140987,0.422627,1.4,岡田 ,0.9,91857,0.42035,0.88,松田 ,1.2,24520,0.3986,-2.8,青野 ,1.3,23132,0.40450,-2.93,山口 ,1.4,17580,0.3986,-4.34,山本 ,1.5,15433,0.39631,-4.9,進藤 ,1.6,15900,0.39905,-4.24,河合 ,1.8,11677,0.404457,-2.93,山口 ,2,10406,0.39482,-5.3,進藤 ,3,2344,0.32447,-22.1,山本 ,4,1453,0.3329,-20.1,関合 ,5,431,0.13624,-67.3,千代岡 ,6,360,0.21304,-48.9,高井 ,7,196,0.101989,-75.5,青野 ,8,104,0.115862,-72.2,岡田 ,9,81,0.12470,-70.1,松田 ,10,78,0.07733,-81.4,河合 https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/kadai4.png ***11/25 等方性2次と異方性1次 [#df71eb73] 等方性 2次要素 理論値 0.4167 ,メッシュ,要素数,変位,相対誤差,測定者 ,0.6,203209,0.423827,1.72,高井 ,0.7,145234,0.43011,3.22,関合 ,0.8,140987,0.430058,3.2,岡田 ,0.9,91974,0.42991,3.18,松田 ,1.2,24800,0.42978,3.14,青野 ,1.3,23132,0.429885,2.03,山口 ,1.4,17617,0.42974,3.13,山本 ,1.5,15433,0.429844,3.2,進藤 ,1.6,15900,0.429754,3.13,河合 ,1.8,11677,0.429623,2.03,山口 ,2,10460,0.4296050,3.1,進藤 ,3,2486,0.4292165,3.00,山本 ,4,1453,0.4293,3.02,関合 ,5,431,0.427885,2.69,千代岡 ,6,360,0.428280,2.78,高井 ,7,196,0.4260623,2.25,青野 ,8,104,0.4263067,2.3,岡田 ,9,81,0.425133,3.18,松田 ,10,78,0.424466,1.8,河合 ２次要素（等方性）と１次要素（異方性）のグラフ https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/kadai5.png 前回課題から２次要素（等方性）と１次要素（等方性）を比較したグラフ https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/kadai7.png ***12/2 [#safcfa39] 2部材の単純梁 [#b2db18f3] ,メッシュ長さ,要素数,変位,相対誤差,計算者 ,0.7,155266,0.0861,-13.0,関合 ,0.8,138453,0.083487,-15.7,岡田 ,0.9,82766,0.083312,-15.8,松田 ,1.2,32279,0.083574,-15.6,青野 ,1.3,28343,0.083668,-15.49,山口 ,1.4,23667,0.083680,-15.48,山本 ,1.5,19958,0.083516,-15.6,進藤 ,1.6,19451,0.086037,-13.1,河合 ,1.8,10933,0.084022,-15.13,山口 ,2,10764,0.083324,-15.8,進藤 ,3,3618,0.083497,-15.66,山本 ,4,1623,0.0852,-13.9,関合 ,5,1007,0.083104,-16.1,千代岡 ,6,842,0.0821,-17.1,高井 ,7,554,0.080750,-18.4,青野 ,8,289,0.079715,-19.5,岡田 ,9,261,0.078427,-20.78,松田 ,10,232,0.082495,-16.67,河合 サンドイッチ梁の理論値と比較したグラフ https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2022/Takai/kadai9.png *コマンド[#w5f3def5] **UNIX [#m9b3d34b] -[[ここのUNIXコマンド:https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotou/linux/vine.html#unix]]はひと通り使えるようになる。 -[[コマンド集:https://g-omr.github.io/unix.html]] -[[操作系コマンド:https://www.k-tanaka.net/unix/]] -[[ジャンルごとに細かいもの:http://x68000.q-e-d.net/~68user/unix/genre.html]] **gnuplot [#cb967f34] -[[gnuplot:https://qiita.com/python_walker/items/2b4febdba01c2a679169]] -[[gnuplotスクリプトの解説:https://ss.scphys.kyoto-u.ac.jp/person/yonezawa/contents/program/gnuplot/index.html]] 全角/半角の切り替えは、「無変換」（左手親指）でもできる コピペは、左クリックで領域選択したら、スクロールボタンで貼り付け 単語選択は、ダブルクリックでも可（トリプルクリックだと行選択かな） **LaTex [#qa320d06] -[[LaTex入門コマンド:https://medemanabu.net/latex/latex-commands-list/]] -[[LaTexコマンド一覧（直コマンド）:http://www3.otani.ac.jp/fkdsemi/pLaTeX_manual/command.html]] -単位の累乗（cm^2,mm^2）をするときは直接cm^2やmm^2で書くのではなく式として認識させるために$で囲う必要がある。 -[[図の中に文字の大きさの変え方:https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotou/linux/vine.html#pdf_tex]] 全角/半角の切り替えは、「無変換」（左手親指）でもできる コピペは、左クリックで領域選択したら、スクロールボタンで貼り付け 単語選択は、ダブルクリックでも可（トリプルクリックだと行選択かな）
